输电线路舞动分析及防治方法研究进展

冯振华

摘要：输电线路是电网系统重要组合部分，其主要功能是输送电能，不可忽视的是，输电线路难免因为外在风速与风向以及自身结构的影响出现舞动现象，严重影响电力系统的稳定性。对此，需要结合输电线路舞动原理采取科学的防治措施，同时，在输电线路施工与维护工作中启用无人机进行巡视，以便于及时发现问题。

关键词：输电线路;舞动分析;防治方法

输电线路出现舞动现象的原因是多方面的，外界风速与风向都会引起线路舞动。其次，输电线路自身存在大振幅与低频率特征，经常处于静负荷状态，一旦发生舞动，就会转变为动荷载，严重影响线路的正常运行，也会给塔杆和整个电力系统造成负面影响，甚至导致线路与塔杆损坏。因此，必须全面做好防治工作，着重优化输电线路舞动防治方法。

一、输电线路舞动分析

输电线路舞动现象并非普通的振动现象，当输电线路受到风速的影响后，其运动轨迹会发生变化。输电线路自身存在大振幅与低频率特征，风向有所改变后，输电线路也会发生舞动。通常，线路处于静载负荷状态，当出现舞动现象后，就会转变成动荷载，进而影响塔杆挂线，从而对线路造成损坏[1]。其次，在塔杆施工中，如果线路舞动下的转角角度和起初的设计方案存在较大的差异，横担方向的承载力远远超过了塔杆的承受能力，必然会导致塔杆失衡和被损坏问题，也很容易引发跳闸、变电站失压、停运等故障，严重威胁整个电力系统运行安全。

二、防治方法

（一）优化输电线路舞动装置

做好输电线路舞动装置，治理舞动故障，应重视加强输电线路的垂直荷载能力，对出现舞动现象的区域实施全面检查，做好螺栓紧固处理作业，对比分析不同的舞动现象，以此增强输电线路防舞动能力。对于舞动频发区域，在设计架空输电线路的过程中，应适当缩减塔杆间隙，增强输电线路对恶劣天气的抵御能力。其次，需要在导线之间加装间隔棒，实现导线的有效分离，以免在舞动过程中出现互相碰撞、放电和鞭击问题，降低舞动故障发生率，优化电力系统防舞动功能，确保电力传输的安全性[2]。

（二）做好输电线路巡检工作

在输电线路工程施工测绘与巡检工作中，无人机测绘技术的应用一定程度上能够弥补人工测绘的不足和缺陷。其主要是利用无线电装置，控制无人机，并结合CPS、GIS 等技术，准确获取测绘的位置，通过控制无人机飞行扫描，以获取相关资料信息，然后绘制出精确图纸[3]。该技术在输电线路测绘中的应用优势主要体现在两个方面：第一，测绘效率更高。该技术在应用的时候，受到是限制相对来说比较小，在一些复杂环境、人工无法测绘或者是注意不到的地方，都能够进行较为精准、全面地测绘，通过简单的操作（即根据实际情况合理的调整无人机飞行的高度、速度等），就可以获取土木工程的资料信息，测绘的效率和质量更高。该技术在应用的过程中科学与高精密型彩色数字摄影机、CPS、GIS 等技术有效结合，在提高测绘质量，获取清晰全面的图像的同时，极大地降低了人力、时间等，方便为分析输电线路工程各要素、科学规划设计等提供依据和参考。第二，操作简便。该技术的运用使用了很多智能化、自动化的产品和设备，方便携带，且测绘点布局、无人机操作等也比较简单，一般情况下只需要在输电线路施工建设范围内规划好航线、布置好测绘点、制定好方案就可以了，不需要测绘工作人员深入现场，在结合数据分析平台、三维建模、大数据等技术，能实现各类数据信息的快速获取、传递、分析和利用，为输电线路工程绘制图纸等提供依据。

（三）做好輸电线路施工勘察工作

输电线路工程项目施工建设首先需要做好勘察和调查工作，要对工程项目实际情况、工程所在地的环境和条件、工程规模和大小、地形地质和水文、周围建筑物及环境等有准确地把握，在此基础上科学制定项目施工方案，确保方案安全可靠、经济可行。这对于输电线路工程项目施工测绘测量工作提出了更高要求。测绘测量是项目施工的重要内容，同时也是一项复杂性、系统性的工作，涉及到的内容和事项比较多，且测绘的准确性、全面性将直接影响后期项目的规划建设。如果只是单纯地依靠人工测量，效率比较低，耗时比较长，且存在一定的局限性，很多复杂环境下人工测绘无法施展，容易出现测量漏洞。无人机测绘技术在测绘测量中的应用一定程度上弥补了以往人工测绘的局限性、不足和缺陷。科学合理的操控控制无人机，并结合CPS、GIS 等先进技术的应用，方面在输电线路工程测绘测量中准确获取测绘的位置、较为全面地获取相关资料信息，并生成清晰可见的测绘图像，然后绘制出精确图纸，为分析输电线路工程各要素、科学规划设计等提供依据和参考。此外，无人机测绘技术的科学应用，也方便输电线路项目工程测绘数据、图像的实时有效传递，并及时剔除异常数据、无效数据，为后续工作的实施提供支撑。在应用无人机测绘技术的过程中，时常会配置高精度的三维激光点云数据技术和激光雷达系统，这样能够实现无人机系统的自主飞行，合理规划航线，避免发生碰撞。从基本流程来看，运用无人机巡检技术做好杆塔与导线的自动分类工作，避免出现空间碰撞问题，必须依次做好点云分割工作，准确判断线路的走向，计算平行线的间距，做好点云预处理作业，用三维点云自动生成二维影像，按照斜率做好直线段的聚类工作，对电力线实施分类，做好边缘检测作业，实现Hough和Kmeans的聚类，将余下的直线段按照相应的起始点实施聚类，对杆塔进行分类。最后，需要对未分类的数据实施区域判断，对所有杆塔和导线进行分类，合成点云[4]。

结束语：

综上所述，做好输电线路舞动装置，治理舞动故障，应重视加强输电线路的垂直荷载能力，对出现舞动现象的区域实施全面检查，做好螺栓紧固处理作业，为导线之间加装间隔棒。同时，要做好输电线路巡检工作。

参考文献：

[1] 米玛顿珠 . 输电线路舞动分析与合理防治方式初探 [J]. 中国新技术新产品，2019，22 ：53.

[2]  孙菊海，温灵长，谭蓉 . 输电线路导线舞动及防舞措施 [J]. 电网与清洁能源，2018，29（12）：23-30.

[3]  邵颖彪，杨威，吕中宾，宋高丽，谢凯，郑含博 . 基于单目视觉分析方法的输电线路舞动测量 [J]. 中国电力，2018，02 ：54-60.

[4]刘更生，郑扬亮，冉学彬等.天生桥局输电线路巡检系统开发及应用[J].海电力系统保护与控制，2018（13）：14-15.